發(fā)布時(shí)間：2017-06-21 20:21

  本文關(guān)鍵詞：車路協(xié)同環(huán)境下交互式視景仿真技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市化進(jìn)程加快,交通擁擠、交通事故、環(huán)境污染等問題已經(jīng)成為世界各國(guó)面臨的重要問題。智能交通系統(tǒng)可以從緩解交通擁擠、減少交通事故、降低環(huán)境污染等方面生產(chǎn)可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。車路協(xié)同系統(tǒng)(CVIS)作為智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要發(fā)展方向之一,近年來(lái)備受國(guó)內(nèi)外科研人員關(guān)注。車路協(xié)同系統(tǒng)是一個(gè)功能復(fù)雜的大系統(tǒng),在系統(tǒng)投入使用之前,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證十分必要。隨著仿真技術(shù)的發(fā)展,視景仿真技術(shù)已經(jīng)深入到生活中的方方面面,在視景仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上加入交互式仿真的功能將為仿真提供沉浸感十足的仿真體驗(yàn)。本文結(jié)合車路協(xié)同系統(tǒng)仿真與交互式視景仿真技術(shù),構(gòu)建一個(gè)具有直觀顯示、人機(jī)交互能力的用戶可參與的交互式視景仿真平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)宏觀仿真和微觀仿真的有機(jī)結(jié)合,為車路協(xié)同等系統(tǒng)的交通仿真提供一個(gè)更有效的途徑。本文主要做了如下工作：(1)搭建了一個(gè)三維交通仿真環(huán)境,該系統(tǒng)包括路網(wǎng)、車輛、城市環(huán)境等交通仿真要素。同時(shí)使用相關(guān)硬件將駕駛員與交通仿真系統(tǒng)中的虛擬車輛聯(lián)系起來(lái),使得駕駛員能夠像駕駛真實(shí)車輛一樣駕駛虛擬環(huán)境中的仿真車輛,并完成在仿真環(huán)境中的駕駛等行為。(2)研究了交互式動(dòng)態(tài)映射模型,該模型使用5DT數(shù)據(jù)手套和VM-i慣性傳感器捕捉駕駛員手臂的駕駛行為,并實(shí)時(shí)映射為虛擬環(huán)境中的虛擬手臂的行為,在虛擬環(huán)境中響應(yīng)駕駛員的一些觸碰動(dòng)作,使得駕駛員仿佛沉浸在虛擬環(huán)境中,還能夠通過人車交互界面為駕駛員提供與駕駛有關(guān)的相關(guān)參數(shù)、警示信息,提高仿真系統(tǒng)的交互性。(3)建立了有駕駛員參與的交互式視景仿真平臺(tái),該平臺(tái)在搭建的三維仿真環(huán)境的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了考慮了駕駛員特性的結(jié)合車輛啟動(dòng)與停車模型的交通流模型,并對(duì)設(shè)計(jì)的平臺(tái)的功能進(jìn)行了分析與測(cè)試。(4)基于車路協(xié)同系統(tǒng),制定了車路協(xié)同系統(tǒng)中的典型應(yīng)用場(chǎng)景,在構(gòu)建好的交互式仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了典型場(chǎng)景的交互式仿真。通過本文設(shè)計(jì)的交互式視景仿真平臺(tái),仿真人員可以參與到車路協(xié)同系統(tǒng)的仿真中來(lái),對(duì)車路協(xié)同系統(tǒng)功能進(jìn)行分析與驗(yàn)證。將駕駛員添加到交通仿真場(chǎng)景中,能夠?yàn)檐嚶穮f(xié)同系統(tǒng)采集駕駛員數(shù)據(jù),分析駕駛員行為,完成駕駛員訓(xùn)練等。經(jīng)過仿真測(cè)試,本文設(shè)計(jì)的交互式視景仿真平臺(tái)能夠很好地完成上述各個(gè)功能,為車路協(xié)同系統(tǒng)的仿真及開發(fā)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：車路協(xié)同 交互式視景仿真 5DT數(shù)據(jù)手套 VM-i慣性傳感器 車輛跟馳仿真
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U495
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-16
• 1.1 選題背景與意義11-12
• 1.2 視景仿真技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容13-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 2 車路協(xié)同系統(tǒng)視景仿真基礎(chǔ)16-34
• 2.1 車路協(xié)同系統(tǒng)技術(shù)體系概述16-18
• 2.2 視景仿真軟件18-24
• 2.2.1 三維建模軟件18-19
• 2.2.2 三維實(shí)時(shí)渲染引擎19-24
• 2.3 仿真環(huán)境構(gòu)建基礎(chǔ)24-29
• 2.3.1 仿真環(huán)境模型構(gòu)建24-25
• 2.3.2 場(chǎng)景優(yōu)化技術(shù)25-29
• 2.4 虛擬駕駛車輛運(yùn)動(dòng)模型構(gòu)建29-33
• 2.4.1 仿真環(huán)境的碰撞檢測(cè)29-30
• 2.4.2 車輛控制腳本解析30-32
• 2.4.3 虛擬車輛輸入控制32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 3 交互式動(dòng)態(tài)映射模型研究34-53
• 3.1 5DT數(shù)據(jù)手套概述及應(yīng)用34-45
• 3.1.1 5DT數(shù)據(jù)手套概述34-35
• 3.1.2 5DT數(shù)據(jù)手套使用方法35-37
• 3.1.3 手勢(shì)匹配算法37-45
• 3.2 VM-Ⅰ三維姿態(tài)傳感器概述及應(yīng)用45-49
• 3.2.1 VM-Ⅰ三維姿態(tài)傳感器開發(fā)流程46
• 3.2.2 四元數(shù)簡(jiǎn)介46-48
• 3.2.3 基于四元數(shù)的角度計(jì)算方法48-49
• 3.3 交互式動(dòng)態(tài)映射實(shí)現(xiàn)49-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 4 車路協(xié)同環(huán)境下的交互式視景仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-75
• 4.1 仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)53-62
• 4.1.1 仿真平臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)源53-54
• 4.1.2 仿真平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)與硬件配置54-55
• 4.1.3 仿真平臺(tái)交通流模型的構(gòu)建55-59
• 4.1.4 仿真平臺(tái)界面及功能59-62
• 4.2 仿真平臺(tái)測(cè)試62-70
• 4.2.1 性能測(cè)試62-65
• 4.2.2 功能測(cè)試65-70
• 4.3 面向典型場(chǎng)景的交互式仿真實(shí)現(xiàn)70-74
• 4.3.1 虛擬駕駛場(chǎng)景70-71
• 4.3.2 車輛跟馳場(chǎng)景71-72
• 4.3.3 基于交通信號(hào)的車速調(diào)節(jié)場(chǎng)景72-73
• 4.3.4 基于路面狀態(tài)的車速調(diào)節(jié)場(chǎng)景73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 結(jié)論75-77
• 5.1 工作總結(jié)75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 索引80-82
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-84
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集84

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